Znanstveniki iz Massachusettsovega centra za uporabo tehnologije v medicini (MGH-CEM) so razvili enostaven način, kako zelo dolgo ohranjati vodo in raztopine na vodni osnovi v tekočem stanju pri temperaturah, ki so precej pod normalno "lediščem". Čeprav so to storili le z nekaj unčami, bi njihov pristop, opisan v Nature Communications, nekega dne lahko zagotovil varno, dolgoročno ohranitev krvnih celic, tkiv in organov ter izboljšal varnost hrane.
"Voda in druge vodne raztopine v količinah, s katerimi se srečujemo vsak dan, običajno zamrznejo, ko se ohladijo pod lediščem 0 stopinj Celzija," pravi dr. Burk Usta iz MGH-CEM, soavtor dela. „Naš pristop, ki smo ga poimenovali„ globoka hipotermija “, je, da površino take tekočine premažemo z raztopino, ki se ne meša z vodo, kot je mineralno olje, da blokiramo interakcijo med vodo in zrakom. Ta presenetljivo preprost, praktičen in poceni pristop k prehladnim tekočinam za daljša obdobja bi lahko odprl številne metode za konzerviranje hrane in zdravil ter omogočil temeljne poskuse, ki prej niso bili na voljo."
Ali je mogoče organe dolgo zamrzniti?
V večini resničnih okolij se voda in vodne raztopine začnejo zamrzovati, ko temperatura doseže pod ničlo, ledeni kristali pa se naključno tvorijo tam, kjer tekočine pridejo v stik z zrakom ali različnimi nečistočami v raztopini. Prehladitev, ki ohranja tekočino na nizki temperaturi brez kristalizacije, je možna le v majhnih količinah in za kratek čas z visokotlačno opremo, ki je draga in lahko poškoduje tkiva ali druge biološke materiale.
Znižanje temperature katerega koli biološkega materiala - na primer med hladnim skladiščenjem pokvarljive hrane in organov za presaditev - upočasni presnovne in druge reakcije. Hipotermija podaljša to presnovno upočasnitev brez poškodb, ki jih povzroči kristalizacija ledu. Znanstveniki so ugotovili, da lahko zatesnitev površine majhnega (1 ml) vzorca vode z oljem na osnovi ogljikovodikov, kot so mineralno olje, oljčno olje ali parafinsko olje, za en teden zavira nastanek ledu pri temperaturah do -13 stopinj. Med poskusi z bolj zapletenimi olji in enostavnimi ogljikovodiki, kot so alkoholi in alkani, jim je uspelo 100 dni ohraniti 1 ml vzorcev vode in celične suspenzije, prehlajene na -20 stopinj 100 dni, in 100 ml vzorcev en teden.
Ilya Khel